香港大學(xué)(HKU)機(jī)械工程系周振耀教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在有機(jī)光伏領(lǐng)域取得重大突破。
他們的研究題為“界面供體-受體滲透在高效穩(wěn)定的全聚合物太陽(yáng)能電池中的作用”，為日常應(yīng)用中更可持續(xù)和可行的太陽(yáng)能解決方案鋪平了道路。這一發(fā)現(xiàn)作為專題文章發(fā)表在《自然通訊》雜志上。
有機(jī)光伏 (OPV) 采用經(jīng)濟(jì)高效、可印刷且環(huán)保的聚合物半導(dǎo)體，在產(chǎn)生可持續(xù)和可再生能源方面具有巨大潛力。然而，由于聚合物的柔軟性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)同時(shí)具有高效率和長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性的OPV器件一直是一個(gè)長(zhǎng)期存在的研究挑戰(zhàn)。
研究小組的工作揭示了如何克服這一挑戰(zhàn)。該團(tuán)隊(duì)將研究重點(diǎn)放在一種名為 Y6 的新型電子接受分子上，這種分子在聚合后，在實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的 OPV 器件方面顯示出了巨大的前景。
通過使用飛秒激光脈沖研究超快電荷動(dòng)力學(xué)，研究人員首先發(fā)現(xiàn)控制聚合Y6受體(Y6-PA)的聚集程度在促進(jìn)發(fā)電方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
研究小組進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，與同類型的小分子受體相比，Y6-PA與供體聚合物表現(xiàn)出更高的混溶性。這種混溶性允許在異質(zhì)結(jié)界面處形成納米級(jí)滲濾網(wǎng)絡(luò)，從而防止 Y6-PA 聚集。
這種納米級(jí)滲濾不僅提高了電荷產(chǎn)生效率，而且還顯著提高了聚合物共混物形態(tài)的穩(wěn)定性，減少了暴露在太陽(yáng)照射下時(shí)器件性能隨時(shí)間的損失。
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